Стабилизатор осевой нагрузки на долото

 

Сомз Советсник

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 05.06.78 (21) 2624129/22-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М,К .

Е 21 В 19/08

Гесударстееииый кемнтет па делам изобретений н аткрмтий (53) УДК 622.241 (088.8) Опубликовано 30.08.81. Бюллетень № 32

Дата опубликования описания 05.09.81 (72) Автор изобретения

A. С. Окороков

Андижанское специальное про

Государственного всесоюзного объе

Министерства нефтяной п ро атика» (71) Заявитель (54) СТАБИЛИЗАТОР ОСЕВОЙ НАГРУЗКИ НА ДОЛОТО

Изобретение относится к автоматизации процессов бурения и предназначено для подачи бурового инструмента на забой с поддержанием заданной величины, осевой нагрузки на долото при бурении или проводке скважины и может быть использовано на всех буровых установках, которые оборудованы пневмосистемой.

Известно устройство, содержащее датчик веса на неподвижном конце талевого каната, усилитель, силовой преобразователь и исполнительный двигатель, связанный через тл редуктор с барабанным валом лебедки буровой установки и снабженный датчиком перемещения ходового конца талевого каната, выполненным в виде последовательно соединенных дополнительного редуктора, фрикционной муфты и вращающегося трансформатора, угол поворота которого ограничен упорами, причем дополнительный редуктор соединен с редуктором регулятора, а вращающийся трансформатор подключен к усилителю (1) .

Известно также устройство, включающее пневматический исполнительный орган поршневого типа, связанный с рычагом тормоза буровой лебедки, электропневмоклапан, пульт управления с контактным манометром, связанный с индикатором веса, и датчик скорости, соединенный с барабаном лебедки, причем контакты манометра пульта управления электрически связаны с датчиком скорости через реле рабочего и аварийного пневмоклапанов (2).

Указанные устройства громоздки, дорогостоящи, сложны в изготовлении и эксплуатации, требует высокой квалификации обслуживающего персонала. Наличие в них многоканальных связей между блоком управления, датчиком веса, датчиком скорости проходки и исполнительным механизмом резко замедляют реакцию на изменения заданного режима бурения, точность настройки, а подача инструмента осуществляется скачкообразно.

Цель изобретения — повышение реакции и чувствительности к изменениям осевой нагрузки на долото и равномерности ее поддержания при одновременном упрощении конструкции и повышении надежности.

Указанная цель достигается тем, что узел управления выполнен в виде мембраны, в

859600 нижней части которой расположен впускной клапан, а в верхней — выпускной клапан с регулировочной и рабочей пружинами, при этом BrfycK«OFI клапан связан с исполнительным механизмом, а рабочая пружина — с дят«иком веса и с регистрирующим узлом.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема стабилизатора; иа фиг. 2 — конструктивное выполнение органа управления (масштаб 1:1).

Стабилизатор осевой нагрузки на доло-.о состоит из уз.13 управления 1, пневматически связанного с исполнительным механизION! 2 пружинно-поршневого типа и гидравлически с дат«иком BBñ3 3. к трубопроводу которого ио«соедииеи регистрирующий узел

4 манометрического типа.

Уз(л "прав.lення (фиг, 2) сОстОит из кОрПУСЯ О (ВВЕРН>>ТЫ М В И(ГО C .1101 КЛЯ НЯНЯ

6, впускного кла1!Яия 7, поддерживаю!цего

B вер)(ием закрьпом ш>ложении пружиной 8, и ВВсp rüififcì 9,;1 также ii3 стОЙки 10, закрепЛЕННОЙ f13 KO«;1> C(, НОС(>ЕД(TBO. I КОТОРой «E. рез уи.10.!Вигель>ое кольцо 1 к корпусу гермети i HO прижата уравнительная мембрана

12, снабженная выпускным клапаном 13, посажеHHbf51 1lpHTHpO«ffbfV. м CTO;I:f3 Впускной клапан 7. На выпускном клапане размещены НЯ>кимная шайба 14 H 3Bc пру)Kf !!fbi (примеpHo рявнъ|е по уcH:!ию сжат!!я)> из Ко

Topbfx пружина 15 регулирово«ная и служит для настройки стабилнз;-п093 на оиредслен1

НУК) Н31 P>, ÇK>,", Я 1if) ГЖИИ iо 03 )ÎЧЯЯ, flPIIнимающая и иере 13к>!цяя сиг!!>>л 1c>K3THO или Отпуск) «ерез и.1х нжер 17 О! гидрявлиЧССКО! и 131 (ИКЯ ВЕ(. .Я., (.0> ЖИТ ДЛЯ ПОДЛ(РЖЯ. н>!>1 ВЯ (ЯHfio> В(лиcffifiы НЯ! рхдзк>! О(>с ир ЖИ Нlз!, РЯЗМЕЦ(ЕНЫ В Р(ГУ,!II,>ОВО«ИОМ СТ ЯКЯне 8 ЗВВ,)Hvro..! В (той ку i 0. (.я c 3K3iic закреплена рукоятка 19 для Настройки установки.

Для вывода стабилизатора из работы или мгновенного торможения лебедки на пневмопроводе исполнительного механизма установлен двухходовой кран 20 (фиг. 1).

Устройство работает следуюгцим образом.

Под действием давления жидкости в датчике веса 3 на плунжер 17 действует сила, передаваемая через пружину 16, нажимную шайбу 14, выпускной клапан 13, на мембрану !2, которая прогинается вниз до упора в седло б, а впускной клапан 7 отжимается от седла. Кран 20 открыт. Воздух из иневмопровода буровой установки поступает «ерез образовавшийся зазор между седлом 6 и впускным клапаном 7 иод мембрану 12 и далее в цилиндр исполнительного механизма 2. Процесс наполнения цилиндра воздухом продолжается до тех пор,, пока не уравновесятся силы действия плунжера на мембрану и давление воздуха под мембраной.

При уравновешивании сил мембрана принимает норм ал ьное положение и впускной клапан закрывает доступ Воздуха в цилиндр.

I0

15 г0

Однако, давление воздуха в цилиндре исполнительного механизма недостаточно для отжатия пружины и растормаживания тормоза лебедки.

Теперь, плавным поворотом рукоятки 19 нагружают пружину 15, чем дополнительно производят впуск воздуха в цилиндр тем же путем до растормаживания тормоза лебедки и посадки инструмента на забой, следя при этом за нагрузкой на долото по показывающему прибору. При достижении требуемой нагрузки на долото рукоятку 9 оставляют в неизменном положении. По мере разбуривания породы вес инструмента на крюке медленно увеличивается, а вместе с тем увеличивается давление в датчике веса.

При этом плунжер увеличивает давление на

:1ружину 16, мембрана прогибается вниз, отжимая впускной клапан от седла, и воздух первоначальным путем начинает поступать в цилиндр, медленно отпуская тормоз лебедки> пока не ураВноВесятся силы дейстВия илуижера на мембрану и давление воздуха под мембраной. При достижении равновесия мембрана HpHнимает исходное положение

И f>I!VCK HOFI КЛ Я ИЯ И П>>(КРЯ!ЦЯС Т (OCT/ П ВОЗдуха в цилиндр. Такой цикл происходит плавно и непрерывно. В случае незначительного

fiPOCK3ЛЬЗЫВЯНИЯ ТОРМОЗЯ И ПОЯВЛЕНИЯ ПРЕвышения заданной нагрузки на долото, рабочая пружина 16 расслабляется из-за исчезноВ(-иия с нее нагрузки от плунжера. Мембрана (од избыточным давлением иод ней ироп ется вверх и часть воздуха из-под мембраны и цилиндра to осевому каналу выпускного клапана выпускается наружу, 3 пру)кина исполнительного механизма практически мгновенно зажимает тормоз лебедки..В случае утечки воздуха из цилиндра или

Воздухопровода орган управления автоматически пополняет его через впускной клапан.

Поворотом рукоятки 19 можно вести спуско-подъемные операции, не прикасаясь к рукоятке тормоза лебедки. Остановку стабилизатора производят поворотом рукоятки

19 в исходное положение, а при полном выводе его из работы или экстренном торможении лебедки — — поворотом рукоятки крана 20 на угол 90 .

Стабильность поддержания оптимальной ния увеличивает скорость проходки и срок службы долота. Простота конструкции стабилизатора обеспечивает надежность в работе, снижает затраты на изготовление и эксплуатационные расходы на обслуживание, Формула изобретения

Стабилизатор осевой нагрузки на долото, содержащий исполнительный механизм, датчик веса, узел управления, регистрирующий узел, отличающийся тем, что с целью повышения чувствительности и надежности, узел управления выполнен в виде мембраны, в нижней части которой располо859600 жен впускной клапан. а в верхней — выпускной клапан с регулировочной и рабочей пружинами, при этом впускной клапан связан с исполнительным механизмом, а рабочая пружина — с датчиком веса и с регистрирующим узлом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 358500, кл. Е 21 В 19/08, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР № 227947, кл. Е 21 В 19/08, 1965.

859600

Составитель И. Карбачинская

Редактор М. Янович Техред А. Бойкас Корректор М. Демчик

Заказ 7500151 Тираж б27 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1! 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4